Procesul de ardere sau mocnire a tutunului: caracteristici și rău

Pragul de temperatură pentru arderea lemnului de diferite specii

În funcție de structura și densitatea lemnului, precum și de cantitatea și caracteristicile rășinilor, temperatura de ardere a lemnului de foc, puterea calorică a acestora, precum și proprietățile flăcării depind.
Dacă arborele este poros, atunci va arde foarte puternic și intens, dar nu va da temperaturi ridicate de ardere - indicatorul maxim este de 500 ℃. Dar lemnul mai dens, cum ar fi carpenul, frasinul sau fagul, arde la o temperatură de aproximativ 1000 ℃. Temperatura de ardere este ușor mai scăzută pentru mesteacăn (aproximativ 800 ℃), precum și pentru stejar și zada (900 ℃). Dacă vorbim despre specii precum molidul și pinul, atunci acestea se aprind la aproximativ 620-630 ℃.

Performanța încălzirii lemnului de foc: tabelul principalelor specii

Având în vedere diferite tipuri de lemn, la final, puteți observa unele diferențe: unele dintre ele ard foarte puternic și perfect, în timp ce există o căldură puternică, în timp ce altele abia mocnesc, lăsând aproape nici o căldură în urmă. Ideea aici nu este deloc în uscăciunea sau umezeala lor, ci în structura și compoziția lor, precum și structura arborelui.

Cu toate acestea, merită să fim atenți la faptul că un copac umed se aprinde și arde foarte rău, în timp ce rămâne o cantitate mare de cenușă, care are un efect negativ asupra coșului de fum, acestea se înfundă puternic.

Cea mai mare putere termică se găsește în stejar, fag, mesteacăn, zada sau carpen, dar aceste specii sunt cele mai neprofitabile și mai scumpe. Prin urmare, acestea sunt folosite foarte rar și apoi sub formă de așchii sau rumeguș. Cel mai mic transfer de căldură este în plop, arin și aspen. Există un tabel care prezintă principalele roci și puterea lor de căldură.

Tabelul unora dintre principalele roci și transferul lor de căldură:

• Frasin, fag - 87%;
• Carpen - 85%;
• Stejar - 75, 70%;
• Zada - 72%;
• Mesteacăn - 68%;
• Brad - 63%;
• Tei - 55%;
• Pin - 52%;
• Aspen - 51%;
• Plop - 39%.

Coniferele au o temperatură scăzută de ardere, deci este mai bine să le folosiți pentru aprinderea unui foc deschis (foc). Cu toate acestea, lemnul de pin prinde foc foarte repede și este capabil să mocnească mult timp, deoarece conține o cantitate imensă de rășini, astfel încât această specie este capabilă să rețină căldura mult timp. Cu toate acestea, este mai bine să nu folosiți specii de conifere pentru încălzire, deoarece atunci când arde, se formează o mulțime de gaze de ardere, care se așează sub formă de funingine pe coș și trebuie curățate, deoarece se înfundă rapid.

Caracteristicile termice ale lemnului

Speciile de lemn diferă în ceea ce privește densitatea, structura, cantitatea și compoziția rășinilor. Toți acești factori afectează puterea calorică a lemnului, temperatura la care arde și caracteristicile flăcării.

Lemnul de plop este poros, astfel de lemn de foc arde puternic, dar indicatorul de temperatură maximă atinge doar 500 de grade. Speciile de lemn dense (fag, frasin, carpen), atunci când sunt arse, emit peste 1000 de grade de căldură. Indicatorii de mesteacăn sunt puțin mai mici - aproximativ 800 de grade. Zada și stejarul se aprind mai tare, dând până la 900 de grade Celsius. Lemnul de foc de pin și molid arde la 620-630 de grade.

Lemnul de foc de mesteacan are cel mai bun raport dintre eficiența și costul căldurii - este neprofitabil din punct de vedere economic să se încălzească cu lemne mai scumpe, cu temperaturi ridicate de ardere.

Molidul, bradul și pinul sunt potrivite pentru producerea incendiilor - aceste conifere oferă o căldură relativ moderată. Dar nu este recomandat să folosiți astfel de lemn de foc într-un cazan pe combustibil solid, într-un aragaz sau șemineu - nu emit suficientă căldură pentru a încălzi în mod eficient casa și pentru a găti mâncarea, arde cu formarea unei cantități mari de funingine.

Lemnul de foc de calitate scăzută este considerat combustibil fabricat din aspen, tei, plop, salcie și arin - lemnul poros emite puțină căldură atunci când arde. Arinul și alte tipuri de lemn „trag” cu cărbuni în timpul arderii, ceea ce poate duce la un incendiu dacă lemnul este folosit pentru a aprinde un șemineu deschis.

Atunci când alegeți, ar trebui să acordați atenție și gradului de umiditate al lemnului - lemnul de foc crud arde mai rău și lasă mai multă cenușă.

Proprietățile termice ale lemnului

Diferite tipuri de lemn produc cantități diferite de căldură. De exemplu, lemnul uscat, îmbătrânit, generează mai multă căldură decât lemnul proaspăt tăiat. Acest lucru se atribuie faptului că la prima reacție chimică, toată căldura trece în vaporizarea apei din copac. Cu cât este mai puțină umiditate în material, cu atât se poate obține mai repede căldură. Lemnele tari ard mai mult decât rasinoasele și subliniază mai multă căldură. Unele dintre cele mai valoroase specii de arboricu parametri termici buni sunt:

Cu toate acestea, lemnul unor astfel de copaci este scump, datorită acestui fapt, deșeurile industriale și exploatarea forestieră sunt utilizate ca combustibil în majoritatea cazurilor.

În acest videoclip, veți ști cum să verificați conținutul de umiditate al lemnului de foc:

Utilizarea lemnului pe baza capacității sale de căldură

Atunci când alegeți un tip de lemn de foc, merită să luați în considerare raportul dintre costul și capacitatea de căldură a unui anumit lemn. După cum arată practica, cea mai bună opțiune poate fi considerată lemn de foc de mesteacăn, în care acești indicatori sunt cel mai bine echilibrați. Dacă cumpărați lemn de foc mai scump, costurile vor fi mai puțin eficiente.

Pentru încălzirea unei case cu un cazan pe combustibil solid, nu se recomandă utilizarea unor astfel de tipuri de lemn precum molid, pin sau brad. Faptul este că, în acest caz, temperatura de ardere a lemnului din cazan nu va fi suficient de ridicată și se va acumula multă funingine pe hornuri.

Valorile scăzute ale eficienței termice se regăsesc și în lemnul de arin, aspen, tei și plop datorită structurii sale poroase. În plus, uneori arinul și alte tipuri de lemn de foc sunt împușcate cu cărbuni în timpul procesului de ardere. În cazul unui cuptor deschis, astfel de micro-explozii pot duce la incendii.

Tipuri de lemn

Există mai multe modele care determină diferența de ardere a diferitelor tipuri de lemn. În primul rând, aceasta este prezența rășinilor - acestea adaugă în mod vizibil puterea calorică a lemnului de foc. Lemnul moale arde mai ușor datorită densității sale reduse. Rocile grele susțin arderea mult timp.

În timp ce densitatea lemnului variază semnificativ de la specie la specie, puterea lor calorică pe unitate de masă este aproape aceeași (cu excepția speciilor rășinoase de conifere). Indiferent de ce tipuri de copaci au fost folosiți pentru lemne de foc, umiditatea este principalul factor care afectează atât procesul de ardere, cât și rezultatul termic.

Cunoașterea diferitelor tipuri de lemn vă permite să vă ardeți confortabil cu un consum mai mic de lemn de foc

O listă de caracteristici ale unor specii de lemn:

• salcâm - arde încet și dă multă căldură, se usucă repede, emite un trosnet caracteristic în șemineu;
• mesteacăn - se arde rapid, se aprinde ușor chiar și atunci când este ud, dă un foc uniform și stabil;
• fag - combustibil bogat în calorii, lasă puțină cenușă;
• stejar - putere calorică ridicată, emite un miros plăcut în timpul arderii, se usucă foarte mult timp;
• plop - căldură redusă de ardere;
• pomi fructiferi - arde încet și uniform;
• conifere - fum parfumat, poate trage gudron, poate forma mult funingine.

Cunoașterea elementelor de bază pentru manipularea lemnului ca combustibil vă permite să vă ardeți confortabil cu mai puține lemne de foc.

Este important doar să nu uităm principalul lucru: o flacără deschisă necontrolată poate fi foarte periculoasă pentru ființele vii. Pe lângă arsurile provocate de flăcări și jar, focul poate aduce un dezastru incomparabil mai mare atunci când arde într-un incendiu.

Temperatura de ardere și transferul de căldură

Există o relație directă între temperatura arderii lemnului în sobă și transferul de căldură - cu cât flacăra este mai fierbinte, cu atât emite mai multă căldură în cameră. Cantitatea de căldură generată este influențată de diferite caracteristici ale arborelui. Valorile calculate pot fi găsite în literatura de referință.

Trebuie remarcat faptul că toți indicatorii standard au fost calculați în condiții ideale:

• lemnul este bine uscat;
• cuptorul este închis;
• oxigenul este furnizat în porțiuni măsurate cu precizie pentru a menține procesul de ardere.

Bineînțeles, este imposibil să se creeze astfel de condiții într-un aragaz, așa că se va elibera mai puțină căldură decât arată calculele. Prin urmare, standardele vor fi utile numai pentru determinarea dinamicii generale și a comparării caracteristicilor.

Măsurarea temperaturii de ardere a lemnului în șemineu poate fi efectuată numai cu pirometru - nu sunt potrivite alte dispozitive de măsurare pentru aceasta.

Dacă nu aveți un astfel de dispozitiv, puteți determina vizual indicatorii aproximativi pe baza culorii flăcării. De exemplu, o flacără cu temperatură scăzută are o culoare roșu închis. O lumină galbenă indică o temperatură prea ridicată obținută prin creșterea tirajului, dar în acest caz, mai multă căldură se evaporă imediat prin coș. Pentru o sobă sau șemineu, cea mai potrivită temperatură de ardere este la care culoarea flăcării va fi galbenă, ca, de exemplu, cu lemnul uscat de mesteacăn.

Sobe moderne și cazane pe combustibil solid, precum și șeminee de tip închis, sunt echipate cu un sistem de control al alimentării cu aer pentru a regla transferul de căldură și intensitatea combustiei.

Temperatura de ardere a lemnului determină ratele de transfer de căldură ale combustibilului - cu cât este mai mare, cu atât se eliberează mai multă energie termică în timpul arderii lemnului de foc. În acest caz, valoarea specifică de încălzire a combustibilului depinde de caracteristicile lemnului.

Indicatorii de transfer de căldură din tabel sunt indicați pentru lemnul de foc ars în condiții ideale:

• conținut minim de umiditate în combustibil;
• arderea are loc într-un volum închis;
• alimentarea cu oxigen este dozată - este furnizată cantitatea necesară pentru arderea completă.

Este logic să ne concentrăm asupra valorilor tabulare ale puterii calorice numai pentru compararea diferitelor tipuri de lemne de foc între ele - în condiții reale, transferul de căldură al combustibilului va fi semnificativ mai mic.

Ce este arderea

Arderea este un fenomen izoterm - adică o reacție cu eliberarea de căldură.

1. Încălzirea. Piesa de lemn trebuie încălzită cu o sursă de foc externă la temperatura de aprindere. Când este încălzit la 120-150 de grade, lemnul începe să se carbonizeze și se formează cărbune, capabil de combustie spontană. Când este încălzit la 250-350 de grade, începe procesul de descompunere termică în componente gazoase (piroliză).

2. Arderea gazelor de piroliză. O încălzire suplimentară duce la descompunerea termică crescută, iar gazele concentrate de piroliză se aprind. După focar, contactul începe treptat să acopere întreaga zonă de încălzire. Aceasta produce o flacără galben deschis stabilă.

3. Aprindere. O încălzire suplimentară va aprinde lemnul. Temperatura de aprindere în condiții naturale variază de la 450 la 620 de grade. Lemnul se aprinde sub influența unei surse externe de energie termică, care asigură încălzirea necesară pentru o accelerare accentuată a reacției termochimice.

Inflamabilitatea combustibilului pentru lemn depinde de o serie de factori:

• greutatea volumetrică, forma și secțiunea unui element din lemn;
• gradul de umiditate din lemn;
• forța de tracțiune;
• locația obiectului care trebuie aprins în raport cu fluxul de aer (vertical sau orizontal);
• densitatea lemnului (materialele poroase se aprind mai ușor și mai repede decât cele dense, de exemplu, este mai ușor să aprindeți lemnul de arin decât stejarul).

Pentru aprindere, este necesară o tracțiune bună, dar nu excesivă - este necesară o cantitate suficientă de oxigen și o disipare minimă a energiei termice de ardere - este necesară încălzirea secțiunilor adiacente de lemn.

4. Arderea.În condiții apropiate de cele optime, focarul inițial de gaze de piroliză nu se estompează, de la aprindere procesul se transformă într-o ardere stabilă cu o acoperire treptată a întregului volum de combustibil. Arderea este împărțită în două faze - arderea mocnită și aprinsă.

Mocnirea implică arderea cărbunelui, un produs solid al procesului de piroliză. Eliberarea gazelor inflamabile este lentă și nu se aprind din cauza concentrației insuficiente. Substanțele gazoase, la răcire, se condensează, formând un fum alb caracteristic. În procesul de mocnire, aerul pătrunde adânc în lemn, datorită căruia zona de acoperire se extinde. Arderea cu flacără este asigurată prin arderea gazelor de piroliză, gazele fierbinți deplasându-se spre exterior.

Arderea este menținută atâta timp cât există condiții de incendiu - prezența combustibilului neprezentat, alimentarea cu oxigen, menținerea nivelului de temperatură necesar.

5. Atenuare. Dacă una dintre condiții nu este îndeplinită, procesul de ardere se oprește și flacăra se stinge.

Pentru a afla care este temperatura de ardere a lemnului, utilizați un dispozitiv special numit pirometru. Alte tipuri de termometre nu sunt potrivite în acest scop.

Există recomandări pentru a determina temperatura de ardere a combustibilului pentru lemn după culoarea flăcării. Flăcările roșii închise indică o ardere la temperaturi scăzute, flăcările albe indică temperaturi ridicate datorită tirajului crescut, în care cea mai mare parte a energiei termice merge în coș. Culoarea optimă a flăcării este galbenă, așa arde mesteacanul uscat.

În cazanele și aragazele pe combustibil solid, precum și în șemineele închise, este posibilă reglarea fluxului de aer în cămin, reglând intensitatea procesului de ardere și transferul de căldură.

Valoarea calorică indică câtă energie termică este eliberată în timpul arderii lemnului de foc. Dar combustibilul solid are o altă caracteristică, a cărei cunoaștere poate fi utilă în practică - puterea de căldură. Acesta este nivelul maxim de temperatură care poate fi atins la arderea lemnului și depinde de proprietățile lemnului.

Lemnul cu densitate scăzută arde cu o flacără ușoară și, în același timp, emite o cantitate relativ mică de căldură; lemnul de foc dens este caracterizat de o producție crescută de căldură la o flacără scăzută.

Combustie completă și incompletă: ce se eliberează atunci când lemnul arde

Nu numai lemnul poate arde, ci și produsele sale (PAL, PAL, MDF), precum și metalul. Cu toate acestea, temperatura de ardere este diferită pentru toate produsele. De exemplu: temperatura de ardere a oțelului este de 2000 de grade, folia de aluminiu - 350, iar lemnul începe să se aprindă deja la 120 - 150.

Lemnul ars produce în cele din urmă fum, unde solidul este funingine. Întreaga compoziție a produselor de ardere depinde în întregime de componentele arborelui. Lemnul este compus în principal din cei mai importanți constituenți: hidrogen, azot, oxigen și carbon.

Dacă se arde 1 kg de lemn, atunci produsele de ardere în stare gazoasă vor fi eliberate undeva între 7,5 - 8,0 metri cubi. În viitor, nu mai sunt capabili să ardă, cu excepția monoxidului de carbon.

Produse de ardere a lemnului:

• Azot;
• Monoxid de carbon;
• Dioxid de carbon;
• Vapor de apă;
• Dioxid de sulf.

Arderea caracterului poate fi completă sau incompletă. Dar ambele apar odată cu formarea fumului. În caz de combustie incompletă, unele produse de ardere pot arde mai târziu (funingine, monoxid de carbon, hidrocarburi). Dar dacă a existat o ardere completă, atunci produsele care s-au format în viitor nu sunt capabile să ardă (gaze cu sulf și dioxid de carbon, vapori de apă).

Pericolul de incendiu al lemnului este determinat de legile descompunerii sale termice sub influența fluxurilor de căldură externe, care începe la o temperatură de 110˚С.Încălzirea ulterioară este însoțită de îndepărtarea umezelii libere și legate din lemn. Acest proces se termină la o temperatură de 180˚C, după care descompunerea componentelor cel mai puțin rezistente la căldură începe cu eliberarea de CO 2 și H2O. La o temperatură de ~ 250˚C, piroliza lemnului are loc cu eliberarea de produse gazoase: CO, CH 2, H 2, CO 2, H 2 O. Amestecul de gaze evoluat este inflamabil și se poate aprinde de la o sursă de aprindere. La temperaturi mai ridicate, descompunerea termică a lemnului este accelerată. Cea mai mare parte a gazelor combustibile, conținând până la 25% hidrogen și până la 40% hidrocarburi combustibile, sunt eliberate în intervalul de temperatură de la 350 la 450˚С.

Unul dintre factorii importanți care determină pericolul de incendiu al lemnului este capacitatea sa de a aprinde și de a răspândi arderea atunci când este încălzită în aer.

Lemnul ars apare sub formă de ardere aprinsă și mocnire. În condiții de incendiu, cantitatea principală de căldură este eliberată în timpul perioadei de ardere în flacără (până la 60%) și ~ 40% - în perioada de descompunere.

Indicatorii de pericol de incendiu pentru unele tipuri de lemn sunt prezentați în Tabelul 4.

Tabelul 4 - Indicatori de pericol de incendiu pentru diferite tipuri de lemn

Indicatorii de temperatură a pericolului de incendiu al lemnului - temperatura de aprindere și autoaprindere - sunt determinați de legile descompunerii sale termice. Valorile acestor indicatori pentru diferite tipuri de lemn, după cum se poate vedea din Tabelul 2, se află într-un interval de temperatură destul de restrâns.

Lemnul uscat din toate speciile este un material foarte inflamabil (B3) foarte combustibil (G4) cu o capacitate mare de a genera fum (D3). Conform toxicității produselor de ardere, lemnul aparține grupului de materiale extrem de periculoase (T3). Viteza liniară de propagare a flăcării pe suprafață este de 1-10 mm / s. Această viteză depinde în mod semnificativ de o serie de factori: speciile de lemn, conținutul de umiditate al acestuia, valoarea fluxului de căldură în cădere, orientarea suprafeței de ardere. Rata de ardere nu este, de asemenea, o valoare constantă - pentru diferite tipuri de lemn, aceasta variază de la 0,6 la 1,0 mm / min.

În construcții, materialele de finisare pe bază de lemn sunt utilizate pe scară largă: PAL, plăci de fibre, panouri din lemn, lamele, placaj. Toate aceste materiale sunt inflamabile. Panouri modificate, lamele, placaj. Toate aceste materiale sunt inflamabile. Modificarea lemnului cu polimeri, de regulă, crește riscul de incendiu.

Tabelul 5 prezintă caracteristicile de inflamabilitate ale unor materiale de construcție pe bază de lemn.

Tabelul 5 - Inflamabilitatea materialelor din lemn

Flacăra s-a răspândit pe suprafața lemnului

Studiile experimentale de propagare a flăcării pe suprafața materialelor lemnoase folosind diferite metode de testare au arătat că nu numai condițiile de expunere la căldură externă, ci și tipul de lemn afectează caracteristicile propagării flăcării.

Influența speciilor de lemn poate fi urmărită într-o oarecare măsură atunci când se iau în considerare valorile așa-numitului indice de răspândire a flăcării (FLI).

IRP conform GOST 12.1.044-89 este un indicator complex, deoarece la calcularea acestuia, pe lângă viteza de propagare a flăcării în secțiuni individuale ale suprafeței eșantionului și distanța de propagare limitativă, folosește și date cu privire la temperatura maximă a evacuării gazele de ardere și timpul pentru a ajunge la el. Materialele cu IRP≤20 sunt denumite flacără cu răspândire lentă, cu IRP˃20 - cu flacără cu răspândire rapidă. Toate tipurile de lemn aparțin ultimului grup de materiale. Indicele lor depășește 55.

Tabelul 4 prezintă valorile IRI pentru probele de lemn netratat cu grosimea de 19-25 mm.

Deși majoritatea tipurilor de lemn aparțin clasei a 3-a, cea mai periculoasă, din punct de vedere al capacității lor de a răspândi o flacără pe suprafața structurilor tavanului în timpul unui incendiu, unele specii de conifere, după cum urmează din Tabelul 6, au valori mai mici de IRI și aparțin clasei a II-a.

Tabelul 6 - Valoarea și clasa IRP în funcție de capacitatea de a răspândi flacăra

O creștere a fluxului de căldură la suprafața lemnului determină o creștere semnificativă a vitezei de propagare a flăcării. Încetarea procesului este posibilă în cazul în care fluxul de căldură din propria flacără devine mai puțin decât critic pentru un material dat.

Testele materialelor de construcție de finisare pe bază de lemn în condiții care simulează dezvoltarea unui foc real au arătat rate destul de mari de propagare a flăcării de-a lungul acestora (tabelul 7).

Tabelul 7 - Viteza de propagare a flăcării peste placări pe bază de lemn

Capacitatea de generare a fumului și toxicitatea produselor de ardere a lemnului

Eliberarea de vapori toxici este pericolul dominant de incendiu. Se manifestă prin efectul toxic și iritant al produselor de ardere, precum și prin deteriorarea vizibilității într-un mediu fumuros. Scăderea vizibilității face dificilă evacuarea oamenilor din zona de pericol, ceea ce, la rândul său, crește riscul de otrăvire prin produsele de ardere. Situația într-un incendiu este complicată și mai mult de faptul că gazele arse se răspândesc rapid în spațiu și pătrund în încăperi departe de sursa focului. Concentrația fumului emis și natura acestuia depind de caracteristicile structurale și compoziția chimică a materialului combustibil, de condițiile de ardere.

Peste 200 de compuși - produse de ardere incompletă - au fost găsiți în gazele de ardere formate în timpul arderii lemnului. Valoarea maximă a densității optice în timpul arderii fiecăruia dintre tipurile de lemn depinde într-un mod complex de densitatea fluxului de căldură extern. Coeficientul de producere a fumului în timpul descompunerii și arderii mocnite a diferitelor tipuri de lemn depinde de densitatea fluxului de căldură extern (Figura 14).

1 - molid; 2 - pin lângă Moscova; 3 - pin thongkaribe; 4 - ilim karagach; 5 - salcam keolai; 6 - castan; 7 - salcâm; 8- eucalipt bacdan.

Figura 14 - Caracteristicile generării de fum.

Un caracter similar similar al curbelor pentru dependența indicelui de toxicitate al produselor de ardere a lemnului de densitatea fluxului de căldură extern (Figura 15). În modul de ardere mocnită a lemnului de molid, randamentul de CO este de 70-240 de ori mai mare decât randamentul de CO în timpul arderii cu flacără.

În modul de ardere în intervalul de temperatură de 450-550 ° C, toate tipurile de lemn se manifestă ca fiind extrem de periculoase în ceea ce privește toxicitatea produselor de ardere și aparțin grupului T3. Cu o creștere a intensității efectului termic până la 60-65 kW / m2 (care corespunde unei temperaturi de 700-750) С), în funcție de toxicitatea produselor de ardere, lemnul de diferite tipuri trece în grupul de materiale periculoase T2.

1- tei; 2 - mesteacăn; 3 - ilim karagach; 4 - stejar; 5 - aspen; 6 - pin; 7 - molid.

Figura 15 - Toxicitatea produselor de ardere din temperatura expunerii la căldură.

Când arde lemnul, apare o formare de fum destul de intensă. Cea mai mare cantitate de fum este emisă la arderea materialelor lemnoase în modul de fum (tabelul 8).

Tabelul 8 - Capacitatea generatoare de fum a materialelor lemnoase atunci când este testată în modul de fum

4 Măsuri de siguranță la incendiu în construcția clădirilor din lemn

Temperatura de ardere a lemnului a fost deja menționată pe scurt în publicația noastră despre „” și astăzi vom aprofunda această problemă.

Suntem cu toții obișnuiți să credem că combustibilul în sine arde. Și, deși arderea este imposibilă fără ea, gazul eliberat de combustibil în timpul arderii este de fapt aprins.Este adevărat, pentru ca lemnul să înceapă să emită o cantitate suficientă din acest gaz pentru aprindere, are nevoie de o temperatură ridicată. Și această temperatură este diferită pentru diferite tipuri de lemn și pentru diferite condiții. Structura, densitatea, umiditatea și alte caracteristici afectează viteza și cantitatea de gaz eliberat, deoarece unele tipuri de lemn se aprind rapid, dau multă căldură și lumină, în timp ce altele sunt foarte greu de aprins și emit mult mai puțină căldură decât Am vrea. Acest lucru devine foarte important atunci când, și mai ales atunci când alegeți materiale pentru aprindere. Tabelul de mai jos prezintă temperaturile de ardere ale unor specii comune de lemn.

În mod corect, este demn de remarcat faptul că gradele Celsius indicate în tabel sunt date pentru condiții ideale (spațiu închis, lemn uscat folosit și aprovizionare controlată cu oxigen în volume optime pentru ardere), care se realizează numai în cazane, dar nu și în caz de incendiu realizat în mijlocul poienii. Dar, în ciuda acestui fapt, ca un ghid, datele din tabel sunt destul de potrivite.

Cu cât temperatura de ardere a speciilor de arbori alese este mai mare, cu atât trebuie să absoarbă mai multă căldură înainte ca gazul inflamabil să înceapă să evolueze din acesta.

Pentru aprindere, este mai bine să folosiți rocile cu o temperatură de ardere scăzută și rocile cu o temperatură de ardere ridicată ca lemn principal de foc. În caz contrar, puteți întâmpina două tipuri de probleme:

• Temperatura de ardere a lemnului selectat este mai mare decât temperatura generată de dumneavoastră. Din acest motiv, combustibilul pur și simplu nu se va aprinde sau va necesita prelucrare, pregătire și pregătire suplimentare.
• Temperatura de ardere a lemnului selectat este scăzută și, ca urmare, se generează căldură insuficientă. Din acest motiv, poate fi necesar să schimbați specia pe măsură ce ardeți combustibil sau mai mult lemn.

Din datele din tabel, putem concluziona că temperatura de ardere a plopului îl face să aprindă bine, deoarece va începe să ardă activ deja la 468 grade Celsius, în timp ce, de exemplu, pinul va trebui încălzit până la 624 grade. Dacă nu există nimic la îndemână în afară de stejar, atunci pentru a-l aprinde, va trebui să transpirați mult pentru a crește temperatura de ardere la 840-900 de grade și abia apoi adăugați bușteni de stejar. Temperatura scăzută de ardere face din plop o aprindere bună, dar este mai bine să nu-l folosiți drept combustibil principal datorită puterii sale de căldură reduse, indicată în a doua coloană a tabelului. Pentru acest rol, pinul, mesteacanul sau același stejar sunt mult mai potrivite. Aceste roci produc mai mult gaz, deci mai multă lumină și căldură.

Nu prea am rost să amintesc valorile tuturor coloanelor tabelului. este mult mai ușor să-l folosiți ca ghid pentru construirea propriilor diagrame ale speciilor de arbori, luând în considerare particularitățile florei din regiunea dvs. O secvență simplă precum „mai întâi ardem rock X, apoi trecem la rock Y” în trei sau patru pași este mult mai ușor de reținut și de utilizat pe teren. Dacă nu aveți de ales în domeniu și aveți la îndemână un singur tip de lemn, va trebui să lucrați cu el, dar dacă mai există o alegere, este mai bine să o faceți în mod conștient și deliberat. Și, deși temperatura de ardere indicată în tabel este caracteristică numai pentru condițiile ideale, vorbind despre ele, merită menționat și doi factori care afectează direct temperatura de ardere: umiditatea și zona de contact.

Factori care afectează temperatura de ardere

Temperatura de ardere a lemnului în sobă depinde nu numai de tipul de lemn. Factorii semnificativi sunt, de asemenea, conținutul de umiditate al lemnului și forța de tracțiune, care se datorează proiectării unității de încălzire.

Influența umidității

În lemnul proaspăt tăiat, conținutul de umiditate ajunge de la 45 la 65%, în medie - aproximativ 55%.Temperatura de ardere a unui astfel de lemn de foc nu va crește la valori maxime, deoarece energia termică va duce la evaporarea umidității. În consecință, transferul de căldură al combustibilului este redus.

Pentru ca arderea lemnului să elibereze cantitatea necesară de căldură, sunt utilizate trei moduri:

• aproape de două ori mai mult lemn de foc proaspăt tăiat este folosit pentru încălzirea încăperilor și gătit (acest lucru se traduce printr-o creștere a costurilor combustibilului și necesitatea întreținerii frecvente a coșului de fum și a conductelor de gaz, în care se va așeza o cantitate mare de funingine);
• lemnul de foc proaspăt tăiat este pre-uscat (buștenii sunt tăiați, împărțiți în bușteni, care sunt stivuite sub un baldachin - durează 1-1,5 ani pentru uscarea naturală până la 20% umiditate);
• se cumpără lemn de foc uscat (costurile financiare sunt compensate de transferul ridicat de căldură al combustibilului).

Puterea calorică a lemnului de foc de mesteacăn tăiat proaspăt este destul de mare. Combustibilul din cenușă proaspăt tăiată, carpen și alte lemn de esență tare este, de asemenea, potrivit pentru utilizare.

Limitând alimentarea cu oxigen a cuptorului, reducem temperatura de ardere a lemnului și reducem transferul de căldură al combustibilului. Durata de ardere a inserției de combustibil poate fi mărită prin închiderea clapetei centralei sau a aragazului, dar economia de combustibil se transformă într-un randament scăzut de ardere datorită condițiilor neoptimale.

С 2Н2 2О2 = СО2 2Н2О Q (căldură)

Carbonul și hidrogenul sunt arse când este furnizat oxigen (partea stângă a ecuației), rezultând căldură, apă și dioxid de carbon (partea dreaptă a ecuației).

Pentru ca lemnul uscat să ardă la temperatura maximă, volumul de aer care intră în camera de ardere trebuie să atingă 130% din volumul necesar procesului de ardere. Când fluxul de aer este oprit de amortizoare, se formează o cantitate mare de monoxid de carbon, iar motivul pentru aceasta este lipsa de oxigen. Monoxidul de carbon (carbon ne-ars) intră în coș, în timp ce temperatura din camera de ardere scade și transferul de căldură al lemnului scade.

O abordare economică atunci când se utilizează un cazan pe combustibil solid pe lemn este instalarea unui acumulator de căldură, care va stoca excesul de căldură generat în timpul arderii combustibilului în modul optim, cu o tracțiune bună.

Cu sobele cu lemne, nu va funcționa pentru a economisi combustibil în acest fel, deoarece încălzesc direct aerul. Corpul unei sobe masive de cărămidă poate acumula o parte relativ mică de energie termică, în timp ce în sobele metalice, căldura în exces merge direct în coș.

Dacă deschideți suflanta și creșteți presiunea în cuptor, intensitatea combustiei și transferul de căldură al combustibilului vor crește, dar pierderea de căldură va crește, de asemenea. Cu o combustie lentă a lemnului, cantitatea de monoxid de carbon crește și transferul de căldură scade.

Dacă o cantitate insuficientă de oxigen intră în cuptor, atunci intensitatea și temperatura arderii lemnului scad și, în același timp, transferul de căldură al acestuia scade. Unii oameni preferă să acopere suflanta din aragaz pentru a prelungi timpul de ardere al unui semn de carte, dar, ca rezultat, combustibilul arde cu o eficiență mai mică.

Dacă lemnul de foc este ars într-un șemineu deschis, atunci oxigenul curge liber în căminul de foc. În acest caz, tirajul depinde în principal de caracteristicile coșului de fum.

C 2H2 2O2 = CO2 2H2O Q (energie termică).

Aceasta înseamnă că atunci când este disponibil oxigen, are loc arderea hidrogenului și carbonului, ceea ce duce la energie termică, vapori de apă și dioxid de carbon.

Pentru temperatura maximă de ardere a combustibilului uscat, aproximativ 130% din oxigenul necesar arderii trebuie să intre în cuptor.Când clapetele de intrare sunt închise, se generează exces de monoxid de carbon din cauza lipsei de oxigen. Un astfel de carbon nebunat scapă în coș, dar în interiorul cuptorului temperatura de ardere scade și transferul de căldură al combustibilului scade.

Cazanele moderne pe combustibil solid sunt foarte des echipate cu acumulatori de căldură speciali. Aceste dispozitive acumulează o cantitate excesivă de energie termică generată în timpul arderii combustibilului, cu condiția să existe o tracțiune bună și o eficiență ridicată. În acest fel puteți economisi combustibil.

În cazul sobelor cu lemne, nu există atât de multe oportunități de a economisi lemn de foc, deoarece eliberează imediat căldură în aer. Soba în sine este capabilă să rețină doar o cantitate mică de căldură, dar soba de fier nu este deloc capabilă de acest lucru - din ea excesul de căldură intră imediat în horn.

Deci, cu o creștere a forței de forță în cuptor, este posibil să se obțină o creștere a intensității arderii combustibilului și a transferului său de căldură. Cu toate acestea, în acest caz, pierderile de căldură cresc semnificativ. Dacă asigurați arderea lentă a lemnului în aragaz, atunci transferul lor de căldură va fi mai mic, iar cantitatea de monoxid de carbon va fi mai mare.

Vă rugăm să rețineți că eficiența unui generator de căldură afectează în mod direct eficiența arderii lemnului. Deci, un cazan pe combustibil solid are o eficiență de 80%, iar o sobă - doar 40%, și designul și materialul său.

Temperatura atinsă în prima etapă de ardere spontană este semnificativ mai mare decât același indicator pentru perioada fără flacără de ardere a produselor de descompunere. În stadiul inițial, un strat subțire de cărbune se formează numai pe suprafața lemnului și la început nu arde, în ciuda faptului că se află într-o stare roșie.

Faptul este că în această etapă, aproape tot oxigenul este consumat pentru menținerea flăcării și are acces limitat la alte produse de ardere. Cărbunele începe să se descompună abia din momentul în care etapa de ardere cu foc este complet finalizată.

Temperatura de aprindere a materialului lemnos, care asigură menținerea unei combustii stabile, pentru majoritatea soiurilor este de 250-300 de grade.

Un bun exemplu al unei astfel de amenajări sunt căpriorii și învelișul acoperișului. Ca urmare, încălzirea reciprocă a acestora este inevitabilă, cu o creștere simultană a impulsului de aer în direcții longitudinale.

Toate cele de mai sus îi obligă pe constructori să ia măsuri speciale pentru a proteja structurile din lemn de efectele focurilor deschise.

Temperatura focului într-un foc de lemne de foc

Pentru o flacără bună, este nevoie de aer, în timpul arderii, are loc o reacție chimică și se produce materie organică, conținut în lemn este transformat în abur și dioxid de carbon, degajând căldură.

Lemnul de foc preparat din diferite tipuri de lemn arde diferit. Unele ard repede și strălucitoare, altele lasă multă cenușă și ard plictisitor și mult timp, altele ard mult timp și cărbunii lor dau multă căldură.

Cea mai ridicată temperatură este dată de lemnul de foc din fag și carpen - până la o mie de grade Celsius. Plopul dă cea mai scăzută temperatură, nici măcar jumătate din căldura acestuia din urmă. Arinul, aspenul, pinul, teiul, salcâmul, bradul, mesteacanul, stejarul, zada ars mai puternic decât plopul.

Temperatura de ardere este influențată nu numai de speciile de lemn, ci și de disponibilitatea accesului la oxigen, de proiectarea cuptorului. De exemplu, într-o sobă mare de piatră, lemnul de foc arde rapid, dar aragazul percepe căldura lor și o poate da mediului pentru o lungă perioadă de timp. Dimpotrivă, un aragaz mic - un aragaz cu burtă nu reține căldura, oferindu-l imediat în cameră.

Care este procesul de ardere

O reacție izotermă în care se eliberează o anumită cantitate de energie termică se numește combustie. Această reacție trece prin mai multe etape succesive.

În prima etapă, lemnul este încălzit de o sursă externă de foc până la punctul de aprindere. Deoarece se încălzește până la 120-150 ℃, lemnul se transformă în cărbune, care este capabil de combustie spontană.La atingerea unei temperaturi de 250-350 ℃, gazele inflamabile încep să evolueze - acest proces se numește piroliză. În același timp, stratul superior de lemne, care este însoțit de fum alb sau maro - acestea sunt gaze de piroliză amestecate cu vapori de apă.

În a doua etapă, ca urmare a încălzirii, gazele de piroliză se aprind cu o flacără galben deschis. Se răspândește treptat pe întreaga zonă a lemnului, continuând să încălzească lemnul.

Următoarea etapă este caracterizată prin aprinderea lemnului. De regulă, pentru aceasta, trebuie să se încălzească până la 450-620 ℃. Pentru ca lemnul să se aprindă, este necesară o sursă externă de căldură, care va fi suficient de intensă pentru a încălzi rapid lemnul și a accelera reacția.

În plus, factori precum:

• tracţiune;
• umezeala lemnului;
• secțiunea și forma lemnului de foc, precum și numărul acestora într-o singură filă;
• structura lemnului - lemnul de foc slab arde mai repede decât lemnul dens;
• amplasarea arborelui în raport cu fluxul de aer - orizontal sau vertical.

Să clarificăm câteva puncte. Deoarece lemnul umed, atunci când arde, evaporă în primul rând excesul de lichid, acesta se aprinde și arde mult mai rău decât lemnul uscat. Forma contează și - buștenii cu nervuri și zimțate se aprind mai ușor și mai repede decât cele netede și rotunde.

Tirajul din coșul de fum trebuie să fie suficient pentru a asigura fluxul de oxigen și pentru a disipa energia termică din interiorul căminului la toate obiectele din acesta, dar nu pentru a sufla focul.

A patra etapă a reacției termochimice este un proces stabil de ardere, care, după izbucnirea gazelor de piroliză, acoperă tot combustibilul din cuptor. Arderea are loc în două faze - mocnire și ardere cu flacără.

În procesul de mocnire, cărbunele format ca urmare a pirolizei arde, în timp ce gazele sunt eliberate destul de lent și nu se pot aprinde din cauza concentrației lor scăzute. Gazele condensatoare produc fum alb pe măsură ce se răcesc. Când lemnul mocnește, oxigenul proaspăt pătrunde treptat în interior, ceea ce duce la o răspândire suplimentară a reacției la toți ceilalți combustibili. Flacăra apare din arderea gazelor de piroliză, care se deplasează vertical spre ieșire.

Atâta timp cât temperatura necesară este menținută în interiorul cuptorului, se furnizează oxigen și există combustibil ne-ars, procesul de ardere continuă.

Dacă astfel de condiții nu sunt menținute, atunci reacția termochimică trece în etapa finală - atenuare.

Proces de încălzire

Încălzirea se numește încălzirea unei bucăți de suprafață din lemn de la o sursă separată de căldură la o temperatură suficientă pentru aprindere. 120-150 ° C sunt suficiente pentru ca lemnul să înceapă să se ardă foarte lent.

Mai târziu, procesul continuă cu apariția cărbunelui. La o temperatură de 250-350 ° C, lemnul, sub influența unor grade ridicate, începe să se descompună activ în componente.

Mai mult, mocnește, dar încă nu există flacără și începe să apară fum alb sau maro. Odată cu încălzirea ulterioară, procentul gazelor de piroliză crește și apare un fulger, după care lemnul se aprinde.

Putere termică a lemnului

În plus față de puterea calorică, adică cantitatea de energie termică degajată în timpul arderii combustibilului, există și conceptul de putere termică. Aceasta este temperatura maximă într-o sobă cu lemne pe care o flacără o poate atinge în momentul arderii intense a lemnului. Acest indicator depinde, de asemenea, complet de caracteristicile lemnului.

În special, dacă lemnul are o structură liberă și poroasă, acesta arde la temperaturi destul de scăzute, formând o flacără puternică puternică și dă destul de puțină căldură. Dar lemnul dens, deși se aprinde mult mai rău, chiar și cu o flacără slabă și scăzută oferă o temperatură ridicată și o cantitate mare de energie termică.

Temperatura de aprindere a diferitelor roci

Pentru a obține o imagine completă a parametrilor termici ai lemnului, este mai bine să învățați căldura specifică de ardere a fiecărui tip de lemn și să fie conștienți de transferul lor de căldură. Acestea din urmă pot fi măsurate într-o mare varietate de cantități, dar nu este necesar să ne bazăm în totalitate pe date tabulare, deoarece în realitate nu este realist să se obțină condiții optime de ardere. Cu toate acestea, tabelul cu temperatura de ardere a lemnului vă va ajuta să nu vă înșelați cu alegerea lemnului în funcție de proprietățile sale.

Valorile date în diferite tabele pentru temperaturile de ardere ale diferitelor specii de lemn sunt de natură impecabilă și sunt destinate să reprezinte ansamblul tabloului, dar temperatura practică în cuptor nu va atinge niciodată astfel de valori. Acest lucru poate fi explicat prin 2 factori comuni și clari:

• cea mai ridicată temperatură nu va fi atinsă, deoarece nu va fi posibilă uscarea completă a lemnului de foc acasă;
• lemnul este utilizat cu o mare varietate de niveluri de umiditate.

Umiditatea și intensitatea arderii

Dacă lemnul a fost tăiat recent, atunci acesta conține de la 45 la 65% umiditate, în funcție de sezon și specie. Cu astfel de lemn de foc brut, temperatura de ardere în șemineu va fi scăzută, deoarece o cantitate mare de energie va fi cheltuită pentru evaporarea apei. În consecință, transferul de căldură din lemnul de foc brut va fi destul de redus.

Există mai multe moduri de a atinge temperatura optimă în șemineu și de a elibera o cantitate suficientă de energie termică pentru a vă încălzi:

• Ardeți de două ori mai mult combustibil odată pentru a încălzi casa sau pentru a găti mâncarea. Această abordare este plină de costuri materiale semnificative și de acumularea crescută de funingine și condens pe pereții coșului de fum și în pasaje.
• Busteanele brute sunt tăiate, tăiate în bușteni mici și așezate sub un baldachin pentru a se usca. De regulă, lemnul de foc pierde până la 20% umiditate în 1-1,5 ani.
• Lemnul de foc poate fi achiziționat deja bine uscat. Deși sunt ceva mai scumpe, transferul de căldură de la ele este mult mai mare.

În același timp, lemnul de foc brut de mesteacăn are o putere calorică destul de mare. În plus, pot fi folosiți bușteni bruti din carpen, frasin și alte tipuri de lemn cu lemn dens.

Principalele etape ale arderii lemnului

Arderea materialului lemnos poate fi reprezentată ca două etape succesive. În prima etapă, produsele de descompunere sunt arse sub formă gazoasă, care este însoțită de formarea unei flăcări strălucitoare.

A doua etapă a acestui proces este arderea fără flacără a cărbunelui format în etapa inițială.

Influența decisivă asupra rezistenței la foc a unei structuri din lemn (o casă privată, de exemplu) este exercitată de prima dintre aceste etape, timp în care sunt create condiții optime pentru a menține propagarea combustiei.

În ciuda timpului limitat, acest proces este însoțit de eliberarea unei cantități semnificative de căldură.

Pentru o vreme, ambele procese se desfășoară aproape simultan, după care se oprește eliberarea de gaze și numai cărbunele continuă să ardă. În acest caz, rata la care arde cea mai mare parte a materialului lemnos al clădirii este determinată de următorii factori:

• greutatea volumetrică a întregii structuri;
• conținutul de umiditate al materialului de construcție original;
• temperatura ambientala;
• raportul dintre spațiile libere și volumul ocupat de lemn.

Un material lemnos cu structură mai densă (stejar, de exemplu) arde mai lent decât același aspen, ceea ce se explică prin diferența de conductivitate termică a acestora.

Când lemnul cu un conținut ridicat de umiditate este aprins, o anumită cantitate de căldură este consumată pentru evaporarea umezelii. Ca rezultat, se consumă mai puțină energie termică pentru descompunerea materialului. Firește, lemnul uscat, ținând cont de toate cele de mai sus, arde mult mai repede.

Măsuri de protecție constructive

Măsurile ignifuge în legătură cu majoritatea caselor din lemn și a altor clădiri sunt prevăzute cu soluții de proiectare adecvate, precum și datorită tratamentului lor cu reactivi chimici speciali (ignifugi).

Protecția de acest tip se realizează prin creșterea masei elementelor individuale, cu excepția marginilor ascuțite și a părților puternic proeminente („muchii ascuțite”), folosind elemente din lemn lipsite de goluri.

De asemenea, se utilizează materiale izolante termorezistente, protecție la foc a suprafețelor structurilor din lemn cu acoperiri speciale. Acoperirile de protecție sunt folosite sub formă de foi de gips-carton și gips cu grosime de până la 1,5 centimetri.

În plus, pentru a reduce indicele de inflamabilitate, proiectarea reduce în mod deliberat numărul de structuri cu elemente de lemn paralele și golurile dintre ele.

Măsurile suplimentare de combatere a răspândirii focului implică respectarea normelor pentru formarea pauzelor de incendiu.

La aceasta se poate adăuga defalcarea clădirilor cu pereți despărțitori speciali și dispunerea corespunzătoare a deschiderilor de perete (ferestre și uși) și a acoperișurilor rezistente la foc. Toate aceste măsuri permit consolidarea structurii în ceea ce privește capacitatea sa de a rezista la răspândirea focului.